Le modèle sténopé : pourquoi il n'est pas parfait dans la vraie vie

Le modèle sténopé (projection perspective idéale par ouverture infinitésimale) est une abstraction mathématique — utile pour la vision par ordinateur, catastrophique pour construire une vraie caméra. Voici où la réalité casse le modèle.

Hypothèses du modèle vs Réalité

Modèle idéal suppose	Réalité physique	Conséquence
Ouverture infinitésimale (d → 0)	Trou fini (0,1–1 mm)	Cercle de flou géométrique = d. Résolution plafonnée.
Propagation rayons en ligne droite	Diffraction (figure d'Airy)	Adoucit image même à d optimal ; ajoute anneaux.
Écran opaque parfaitement mince	Épaisseur matériau (0,05–0,5 mm)	Vignettage grands angles ; f-stop effectif variable.
Pas de dépendance longueur d'onde	Diffraction & dispersion λ-dépendantes	Flou chromatique (bleu plus net que rouge).
Éclairage uniforme	Chute cos⁴ + vignettage	Coins 2–3 stops plus sombres.
Pas de diffusion / flare	Poussière, oxydation, rugosité bords	Voile lumineux, contraste réduit.

Quand le modèle *est* utile

• Étalonnage vision par ordinateur (méthode Zhang) — sténopé + coefficients distorsion radiale/tangentielle = modèle caméra standard.
• Graphisme / lancer de rayons — projection idéale pour caméras virtuelles.
• Enseignement géométrie perspective — points de fuite, triangles semblables.

Quand il échoue

• Calcul exposition — vrai f-number = f / d_eff (d_eff < d dû à l'épaisseur).
• Prédiction résolution — doit utiliser MTF du sténopé réel (géométrie + diffraction).
• Grand angle / anamorphique — modèle suppose plan image plat ; vrais sténopés courbent la surface focale.

Meilleurs modèles physiques

• Intégrale diffraction ouverture finie (Rayleigh-Sommerfeld).
• Modèle sténopé épais (inclut épaisseur, profil bords).
• Plaque de zone / crible photonique — optiques diffractives avec gain.

Utilisez le modèle sténopé pour dériver des algorithmes ; utilisez le modèle physique pour construire des caméras. Les confondre donne photos floues et papiers CV rejetés.